Лекция 13

Лекция №13

1. Дистанционные поиски грунтовых вод

2. Использование материалов аэро- и космической съемок при создании геоинформационных систем.

1. ДИСТАНЦИОННЫЕ ПОИСКИ ГРУНТОВЫХ ВОД

Поиски пресных и слабоминерализованных грунтовых вод имеют огромное значение в сельскохозяйственном производстве, особенно в водообеспечении скота в южных районах отгонного животноводства.

Гидрогеологическое дешифрирование аэро- и космических снимков выполняют с целью обнаружения грунтовых вод, определения глубины их залегания, степени минерализации и террито­риального расположения. Используют два варианта гидрогеологи­ческого дешифрирования:

1) индикационный

2) ландшафтный.

В первом варианте поиск ведут с использованием внешних призна­ков наличия грунтовых вод — определенных видов растений и их сообществ, типов почв. Этот вариант наиболее рас­пространен. Он прост, доступен, но требует большого объема ра­бот для определения гидрогеологической характеристики терри­тории в целом.

Ландшафтный вариант основан на использовании взаимосвязи гидрогеологических характеристик с определенными типами так­сономических единиц ландшафта, например фаций и урочищ.

При визуальном дешифрировании индикаторов используют преимущественно прямые признаки. Наибольшее значение имеет тон фотоизображения. Тоновые различия зависят от видового со­става и фазы вегетации растительности, проективного покрытия и типа почв.

Пырей с солодкой, пырей с верблю­жьей колючкой, типчак с житняком — индикаторы залега­ния пресных грунтовых вод, а также тамариск, песчаная полынь, вейник, мятлик и др. обладают сравнительно невысокой отражательной способностью в видимой области спектра. Полынь белая и солончаковая, пырей солевыносливый, солянка однолетняя и др. характеризуются большей яркостью. Поэтому в зеленый пе­риод вегетации на аэрофотоснимках масштабов 1:10 000... 1:25 000, полученных в спектральной зоне 0,6...0,7 мкм, растения-инди­каторы по тону изображения разделяются достаточно надежно. По мере выгорания растений на возвышенных участках местности возрастает яркостный контраст понижений с еще зеленой расти­тельностью на линзах пресной воды. Понижения с солеными грунтовыми водами отличаются большей яркостью. Их изображе­ния имеют неровную пятнистую текстуру со светлой каймой вы­цветов соли.

В период, когда растительность выгорает повсеместно и не раз­личается по яркости, индикационный приоритет переходит к по­чвам. Почвы западин с минерализованными грунтовыми водами ярче, чем с пресными.

Оптимальным сезоном аэрофотосъемки для гидрогеологичес­ких изысканий является весна — начало лета.

Примерная технология работ:

• изучение индикаторов и их дешифровочных признаков на ключевых участках,

• предварительное камеральное дешифрирование снимков,

• полевой контроль и уточ­нение результатов дешифрирования.

В качестве перспективных способов гидрогеологических изыс­каний может служить радиолокационное глубинное зондирование, выполняемое параллельно с обычной аэрофотосъемкой. Ма­териалы аэрофотосъемки, в частности фотосхемы, служат для привязки данных радиозондирования и изготовления гидрогеоло­гической фотокарты.

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ АЭРО- И КОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОК ПРИ СОЗДАНИИ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

В различных областях человеческой деятельности стремитель­но развиваются информационные технологии. В общем понима­нии информационная технология включает:

• теорию,

• методы,

• сред­ства,

• системы,

• направленные на сбор, обработку и использование информации.

Существуют специализированные пространствен­ные информационные системы для работы с информацией об объектах, явлениях и процессах, имеющих определенное место в координатном пространстве. Такие системы принадлежат к классу географических информационных систем, обозначаемых сокра­щенно ГИС. При организации и управлении территорий, ведении кадастра и мониторинга земель применяют геоинформационные системы, которые представляют собой модель пространственного размещения объектов местности с соответствующей смысловой (атрибутивной) информацией о каждом из них. ГИС представляет собой инструмент для принятия практических решений опреде­ленной тематической направленности на основе всеобъемлющей информации, хранящейся в ее среде. Геоинформационные техно­логии это процесс:

• организации,

• связи,

• манипулирования,

• анализа,

• представления пространственных данных.

ГИСы имеют различную организацию, поэтому круг и слож­ность решаемых задач также широки и разнообразны. Например, можно ограничиться получением статистической информации о конкретном землевладении и регистрации земельной собственно­сти или выполнить анализ глобальных проблем, связанных с со­хранением экологического равновесия в зонах деятельности пред­приятий. С помощью ГИС можно выполнять:

• мониторинг народо­населения,

• производства сельскозяйственной продукции,

• послед­ствий природных катастроф,

• оптимизацию маршрутов движения общественного или личного транспорта,

• расположения площадок под промышленное или жилищное строительство,

• проложения трубопроводов, линий электропередач, дорог и т. п.

Любая геоинформационная система состоит из пяти основных компонентов:

• аппаратные средства;

• программное обеспечение;

• данные;

• исполнители;

• методы.

Аппаратные средства представляют собой различные типы компьютеров. Это могут быть отдельные персональные компьюте­ры и связанные в единую сеть посредством мощного сервера.

Программное обеспечение ГИС позволяет выполнять различные операции по вводу, хранению, анализу и визуализации простран­ственной информации. Программы включают отдельные состав­ляющие: модуль ввода картографической информации и действий с ней; систему управления базой данных; программу запроса про­странственной информации, ее визуализации и анализа, графи­ческий пользовательский интерфейс для оперативного доступа к хранящейся информации. В некоторых ГИС используется допол­нительное программное обеспечение для решения специальных задач, например для автоматического проектирования или тема­тического углубленного статистического анализа.

Данные, хранящиеся в информационной базе, являются наибо­лее важным компонентом ГИС. Прежде всего, это планово-кар­тографическая основа, получаемая пользователем с помощью про­граммного обеспечения самой ГИС или приобретенная у других производителей данной продукции. Создание планов и карт в рамках самой ГИС можно осуществлять по материалам наземной геодезической съемки или фотограмметрическим методом, по аэро- и космическим снимкам. Смысловую и статистическую информацию получают из соответствующих организаций и под­разделений в виде отчетов, таблиц, картограмм и т. п. При работе со снимками основную информацию получают в процессе де­шифрирования. В ГИС объединяются данные о пространствен­ном положении объектов с атрибутивной информацией о них, при этом существующие в ее среде системы управления базой данных (СУБД) позволяют систематизировать сведения, управ­лять информационными потоками и использовать их для реше­ния конкретных задач.

Исполнители, работающие с программными средствами ГИС, разрабатывают стратегию оптимального использования возмож­ностей системы при реализации поставленной задачи. Квалифи­кация исполнителей определяется знаниями компьютерных тех­нологий, аэро- и космической съемки, фотограмметрии и дешиф­рирования, геодезии, картографии и в направлениях областей ис­следования, например землеустройстве, кадастре или планировке поселений.

Методы представляют собой сочетание оптимально составлен­ного плана работы, соответствующего специфике конкретной ре­шаемой задачи и возможностям геоинформационной системы. Выбор метода, строгость его организации и исполнения определя­ют успех и эффективность применения ГИС.

Современные геоинформационные системы, как правило, имеют подсистемы обработки аэро- и космических фотографических или нефотографических (радиолока­ционных и тепловых) снимков. Получаемые в результате ортофототрансформирования изображения являются основой для созда­ния базовых топографических планов и карт, которые в свою оче­редь представляют собой в ГИС базу для пространственного раз­мещения информации. Преобразовывать цифровые изображения можно не только в прямоугольную систему координат, но практи­чески в любую из применяемых в картографии. В процессе созда­ния ортофотоизображений программными средствами улучшается качество изображений: проводится выравнивание по оптической плотности, повышается проработка деталей в тенях, изменяется контрастность изображений, цвет изучаемого класса объектов и т. п. Улучшение качества изображения способствует повышению точности фотограмметрической обработки и интерпретации изоб­ражений.

ГИС могут быть специального назначения для решения до­вольно узкого тематического круга задач или многофункциональ­ные, применяемые для сбора, анализа информации и составления оптимальных проектов широкого спектра человеческой деятель­ности.